Лекция 13 Экстракция доц. Л.В. Вронска. План Экстракция. Распределение вещества между двумя жидкостями. Экстракция. Распределение вещества между двумя. - презентация

1 Лекция 13 Экстракция доц. Л.В. Вронска

2 План Экстракция. Распределение вещества между двумя жидкостями. Экстракция. Распределение вещества между двумя жидкостями. Основные количественные характеристики экстракции. Основные количественные характеристики экстракции. Типы экстракционных систем. Типы экстракционных систем. Основные органические реагенты, которые используют в методе экстракции. Основные органические реагенты, которые используют в методе экстракции. Использование экстракции в анализе лекарственных средств. Использование экстракции в анализе лекарственных средств.

3 Экстракция – процесс переведения вещества из водной фазы в органическую. Экстракция – процесс переведения вещества из водной фазы в органическую. А в А о Процесс переноса растворенного вещества из одной жидкой фазы в другую, которая с ней не смешивается или ограниченно смешивается, называется жидкость – жидкостным распределением или распределением между двумя жидкостями. Процесс переноса растворенного вещества из одной жидкой фазы в другую, которая с ней не смешивается или ограниченно смешивается, называется жидкость – жидкостным распределением или распределением между двумя жидкостями.

4 Закон распределения Нернста – Шилова: соотношение концентраций растворенного вещества в обеих фазах при постоянной температуре является постоянным и не зависит от концентрации растворенного вещества: соотношение концентраций растворенного вещества в обеих фазах при постоянной температуре является постоянным и не зависит от концентрации растворенного вещества: D = C Ao C Aв D – коэффициент распределения остается постоянным, если отсутствуют процессы: D – коэффициент распределения остается постоянным, если отсутствуют процессы: диссоциацииассоциации диссоциацииассоциации полимеризации другие превращения растворенного вещества полимеризации другие превращения растворенного вещества

5 Отношение активности вещества в одной определенной форме в фазе органического растворителя к ее активности в водной фазе называют константой распределения Отношение активности вещества в одной определенной форме в фазе органического растворителя к ее активности в водной фазе называют константой распределения Коэффициент и константа распределения связаны с растворимостью вещества Коэффициент и константа распределения связаны с растворимостью вещества

6 Основные понятия: экстракция экстракция экстракционный реагент экстракционный реагент экстрагент экстрагент разбавитель разбавитель экстракт экстракт реэкстракция реэкстракция реэкстрагент реэкстрагент

7 Условия выбора растворителя, который используется в качестве экстрагента: 1. Не должен смешиваться с водой. 2. Должен быть селективным. 3. Должен иметь большую емкость по отношению к экстрагируемому веществу. 4. Должен максимально отличаться по плотности от плотности воды. 5. Должен иметь минимальную вязкость. 6. Должен быть недорогим. 7. Не может быть взрывоопасным.

8 Классификация экстракционных процессов: периодичная экстракция периодичная экстракция непрерывная экстракция непрерывная экстракция противоточная экстракция противоточная экстракция

9 Основные количественные характеристики экстракции Фактор ( або степень ) извлечения Фактор ( або степень ) извлечения R = n (A) / n (A) поч Степень извлечения для однократной экстракции Степень извлечения для однократной экстракции

10 Основные количественные характеристики экстракции Степень извлечения: Степень извлечения: для однократной (m) экстракции Коэффициент (фактор) разделения ионов A, B равен отношению коэффициентов распределения этих ионов Коэффициент (фактор) разделения ионов A, B равен отношению коэффициентов распределения этих ионов

11 Основные количественные характеристики экстракции Фактор обогащения S Фактор обогащения S

12 Основные количественные характеристики экстракции константа экстракции для процесса константа экстракции для процесса M n+ +n(HL) O =(ML n ) o +nH +

13 Константа экстракции является функцией от: константы стойкости комплексного соединения, которое экстрагируется ( ) константы стойкости комплексного соединения, которое экстрагируется ( ) константы кислотности экстракционного реагента, если он образует экстрагируемое соединение ( ) константы кислотности экстракционного реагента, если он образует экстрагируемое соединение ( ) константы распределения экстракционного реагента ( ) константы распределения экстракционного реагента ( ) константы распределения экстрагируемого комплексного соединения ( ) константы распределения экстрагируемого комплексного соединения ( ) рН среды (оптимальное) рН среды (оптимальное)

14 Типы экстракционных систем Галогениды, которые характеризуются наличием ковалентной связи: HgCl 2, HgI 2, SbI 3, AsBr 3, GeCl 4, йод, отдельные оксиды и т. д. Галогениды, которые характеризуются наличием ковалентной связи: HgCl 2, HgI 2, SbI 3, AsBr 3, GeCl 4, йод, отдельные оксиды и т. д. Внутрикомплексные соли: дитизонаты, диэтилдитиокарбаматы, оксихинолинаты, оксины, β-дикетонаты, а также ди-(2-этилгексил)-фосфаты актиноидов, редкоземельных и некоторых других элементов Внутрикомплексные соли: дитизонаты, диэтилдитиокарбаматы, оксихинолинаты, оксины, β-дикетонаты, а также ди-(2-этилгексил)-фосфаты актиноидов, редкоземельных и некоторых других элементов Комплексные металлокислоты: HFeCl 4, HІnBr 4, HSbCl 6 и др. Комплексные металлокислоты: HFeCl 4, HІnBr 4, HSbCl 6 и др.

15 Типы экстракционных систем Координационно-несольватированные (а) и координационно-сольватированные (б) соли: Координационно-несольватированные (а) и координационно-сольватированные (б) соли: а) соли тетрафениларсония, тетрафенилфосфония б) соединения, которые образуются при экстракции уранилнитрата и нитрата тория трибутилфосфатом из нитратнокислых растворов. Гетерополисоединения: Фосфора, Арсена, Силиция, Ванадия, Молибдена, Вольфрама и т. д. Гетерополисоединения: Фосфора, Арсена, Силиция, Ванадия, Молибдена, Вольфрама и т. д. !!!! Найболее широко используют внутри-комплексные соли, комплексные металлогалогенидные кислоты и координационно-сольватированные соли.

16 Основные органические реагенты 8-оксихинолин взаимодействует с более, чем 50 элементами 8-оксихинолин взаимодействует с более, чем 50 элементами Ацетилацетон образует соединения с более, чем 60 элементами Ацетилацетон образует соединения с более, чем 60 элементами Тионилтрифторацетон используется для выделения и разделения актиноидов. Тионилтрифторацетон используется для выделения и разделения актиноидов. Дитизон используется для определения Pd, Au, Hg, Ag, Cu, Bi, Pt, In, Zn, Cd, Co та ін. Дитизон используется для определения Pd, Au, Hg, Ag, Cu, Bi, Pt, In, Zn, Cd, Co та ін. !!! Имеет большое значение в токсикологическом анализе. Натрий диэтилдитиокарбаминат реагирует с несколькими десятками элементов Натрий диэтилдитиокарбаминат реагирует с несколькими десятками элементов !!! Имеет большое значение в токсикологическом анализе

17 Для повышения селективности экстракции: создают оптимальное рН среды создают оптимальное рН среды используют маскирование (реакции комплексообразования, окисления- восстановления, осаждения) используют маскирование (реакции комплексообразования, окисления- восстановления, осаждения)

18 Использование экстракции в анализе лекарственных средств Экстракцию проводят для: разделения элементов разделения элементов концентрирования примесей концентрирования примесей очистки основного компонента от примесей в процессе получения субстанций лекарственных веществ очистки основного компонента от примесей в процессе получения субстанций лекарственных веществ определение основного компонента и примесей в процессе анализа субстанций лекарственных веществ и ГЛС определение основного компонента и примесей в процессе анализа субстанций лекарственных веществ и ГЛС

19 Экстракцию проводят для: для идентификации и количественного определения действующих веществ или веществ- маркеров в процессе анализа лекарственных препаратов растительного происхождения для идентификации и количественного определения действующих веществ или веществ- маркеров в процессе анализа лекарственных препаратов растительного происхождения повышение чувствительности и селективности реакций повышение чувствительности и селективности реакций изучение констант стийкости комплексных соединений изучение констант стийкости комплексных соединений изучение состояния вещества в растворе (заряд, степень полимеризации) изучение состояния вещества в растворе (заряд, степень полимеризации) получение экстрактов, настоек, ферментных препаратов, антибиотиков, новогаленовых препаратов из разного биологического материала. получение экстрактов, настоек, ферментных препаратов, антибиотиков, новогаленовых препаратов из разного биологического материала.

20 Использование экстракции, как метода концентрирования и определения Абсолютное концентрирование – Абсолютное концентрирование – Относительное концентрирование – Относительное концентрирование – Особенно важная роль экстракции при соединении с физическими и физико-химическими методами анализа – гибридные методы анализа, которые имеют такие преимущества: Особенно важная роль экстракции при соединении с физическими и физико-химическими методами анализа – гибридные методы анализа, которые имеют такие преимущества: высокая чувствительность высокая чувствительность селективность селективность специфичность специфичность экспрессность определения экспрессность определения

21 Экстракция лекарственного растительного сырья (ЛРС) включает этапы: высушивание (иногда не обязательно) высушивание (иногда не обязательно) измельчение измельчение просеивание просеивание подбор оптимального экстрагента подбор оптимального экстрагента выбор оптимальной методики экстракции выбор оптимальной методики экстракции экстракция (смачивание, прохождение экстрагента через поры, растворение веществ в середине клетки, диффузия молекул вещества через клеточные оболочки, массо-перенос экстрагированных веществ от поверхности частиц сырья в экстрагент). экстракция (смачивание, прохождение экстрагента через поры, растворение веществ в середине клетки, диффузия молекул вещества через клеточные оболочки, массо-перенос экстрагированных веществ от поверхности частиц сырья в экстрагент).

22 Аналитические методики получения экстракта с целью анализа ЛРС на доброкачественность: Экстрагирование до полного истощения (перколяция с 1 г ЛРС через бюретку) Экстрагирование до полного истощения (перколяция с 1 г ЛРС через бюретку) Одноразовое экстрагирование навески сырья (путем кипячения 1 г сырья с экстрагентом) Одноразовое экстрагирование навески сырья (путем кипячения 1 г сырья с экстрагентом) (за 4-5 ч устанавливается равновесие между внутренним экстрагентом в ЛРС и внешним экстрактом, анализируется часть экстракта) Равновесное экстрагирование (за 4-5 ч устанавливается равновесие между внутренним экстрагентом в ЛРС и внешним экстрактом, анализируется часть экстракта) !!! В биохимическом и токсикологическом анализе экстракция используется для выделения веществ из животных и растительных тканей, как свежих так и высушенных. !!! В биохимическом и токсикологическом анализе экстракция используется для выделения веществ из животных и растительных тканей, как свежих так и высушенных.

23 Спасибо за внимание!